(57)【要約】  車両に搭載される複数の単位セル（１１）を直列に接続した組電池（１０）の各単位セル（１１）の放電を行って各単位セル（１１）の電圧または残存容量（ＳＯＣ）を均等化する車両用組電池均等化システム（１００）であって、各単位セル（１１）の均等化処理時間は、均等化処理直前の組電池（１０）からの放電時間に均等化放電電流に対する各単位セル（１１）から放電される電流の差の割合を掛けた時間に設定する。これによって、均等化処理の際の消費電力を抑制することができる。
2011155034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される複数の電池を直列に接続した組電池の各電池の放電を行って各電池の電圧または残存容量（ＳＯＣ）を均等化する車両用組電池均等化システムであって、
各電池の均等化処理時間は、均等化処理直前の組電池からの放電時間に均等化放電電流に対する各電池から放電される電流の差の割合を掛けた時間に設定し、
均等化処理中に均等化処理が中断された場合、
次回の各電池の均等化処理時間は、次回の均等化処理直前の組電池からの放電時間に均等化放電電流に対する各電池から放電される電流の差の割合を掛けた時間に前回の均等化処理の際の実際の均等化処理時間と前回の設定された均等化処理時間との差を加えた時間に設定する車両用組電池均等化システム。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
請求項１に記載の車両用組電池均等化システムであって、
車両は、車両を始動停止するイグニッションスイッチを含み、
イグニッションスイッチがオフとなった場合に均等化処理時間の設定を開始し、均等化処理時間を設定した後、均等化処理を開始する車両用組電池均等化システム。
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
車両に搭載される複数の電池を直列に接続した組電池の各電池の放電を行って各電池の電圧または残存容量（ＳＯＣ）を均等化する車両用組電池均等化方法であって、
均等化処理直前の組電池からの放電時間に均等化放電電流に対する各電池から放電される電流の差の割合を掛けた時間に各電池の均等化処理時間を設定した後、均等化処理を開始し、
均等化処理中に均等化処理が中断された場合、
次回の各電池の均等化処理時間は、次回の均等化処理直前の組電池からの放電時間に均等化放電電流に対する各電池から放電される電流の差の割合を掛けた時間に前回の均等化処理の際の実際の均等化処理時間と前回の設定された均等化処理時間との差を加えた時間に設定する車両用組電池均等化方法。
【請求項６】
（削除）
【請求項７】
請求項５に記載の車両用組電池均等化方法であって、
車両は、車両を始動停止するイグニッションスイッチを含み、
イグニッションスイッチがオフとなった場合に均等化処理時間の設定を開始する車両用組電池均等化方法。
【請求項８】
（削除）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池を直列に組み合わせた組電池の各電池の電圧を均等化するシステム及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電動機によって駆動される電気自動車や、エンジンと電動機とによって車両を駆動するハイブリッド車両が用いられている。このような電動車両においては、ニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池などを単位セルとしてこれらを複数個直列に接続した組電池が電源として多く用いられている。このような組電池は、充放電を繰り返すうちに各単位セルの充電状態（残存容量（ＳＯＣ））によりその両端電圧にばらつきが生じ、これを放置したまま充電や放電を行うと一部の単位セルがセル電圧の上下限になりやすく、組電池の使用幅が狭くなり、電動車両の走行可能距離が短くなってしまう場合がある。【０００３】
そこで、車両のイグニッションスイッチがオフとなった際に、複数個の単位セルが平衡状態で分極していないものと判断し、単位セルの両端電圧の均等化を開始することが提案されている（例えば、特許文献1参照）。特許文献１には、単位セルの均等化は、複数の単位セルのうち両端電圧が最大となる最大単位セルからキャパシタに電荷を移動させた後、キャパシタから両端電圧が最小となる単位セルに電荷を移動させる動作を一定時間繰り返した後に均等化を終了することが記載されている。【０００４】
また、単位セル間の電池特性を検出し、必要に応じて過充電状態にある単位セルの電力を強制的に消費させて単位セルの均等化を図る均等化回路は、動作電力を消費する。このため、組電池が搭載された車両の運行が停止されてから所定の時間が経過すると、均等化回路に供給する電力を停止して均等化回路における電力消費を抑制することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２には、均等化は長時間（数時間から１日程度）かけてゆっくりと行われ、予定された所定の時間が経過した場合に均等化が停止されることが記載されている。また、ユーザの指示または車両の周囲温度に基づいて均等化を行う所定の時間を変更することが記載されている。【０００５】
また、車両のイグニッションスイッチがオフの状態で単位セルの均等化を行うと、車両用電源の一部が消費されるので、組電池における温度のばらつきを検出し、温度のばらつきが所定の範囲内にある場合には単位セルの均等化処理を行わないようにして、均等化処理に要する電力を抑制することが提案されている（例えば、特許文献３参照）。また、特許文献３には、均等化処理を行う所定の処理間隔をタイマーに設定し、設定処理間隔に到達するたびに、組電池の電圧状態を監視して均等化のための放電を行う必要があるか否か判断し、均等化のための放電を行う必要があると判断されたときに、均等化処理を行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２４６６４６号公報
【特許文献２】特開２００８−０５４４１６号公報
【特許文献３】特開２００７−３２５４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１，２に記載されているように、単位セルの均等化には時間がかかるので、所定の時間を設定し、その時間だけ均等化を行うことが多い。しかし、常に所定の時間だけ単位セルの均等化を行うと、必要以上に均等化を行ってしまい、均等化の際の電力消費が大きくなってしまう場合があった。また、特許文献１に記載されている従来技術では、イグニッションスイッチがオフとなった状態で単位セルの均等化を行うため、所定の時間が経過する前にイグニッションスイッチがオンとされると、単位セルの均等化が終了しないまま次の充放電が行われることとなる。このため、単位セルの均等化ができずに単位セルの電圧のばらつきが蓄積していく場合があった。特許文献３に記載された従来技術では、タイマーによって設定した時間毎に組み電池の電圧状態を監視して必要に応じて均等化処理を行うことが記載されているが、予めタイマーに設定する時間は一定時間であることから、設定時間が長い場合には、必要以上に電力が消費されてしまう場合があるという問題があった。【０００８】
本発明は、車両用組電池均等化システムにおいて均等化処理での消費電力を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の車両用組電池均等化システムは、車両に搭載される複数の電池を直列に接続した組電池の各電池の放電を行って各電池の電圧または残存容量（ＳＯＣ）を均等化する車両用組電池均等化システムであって、各電池の均等化処理時間は、均等化処理直前の組電池からの放電時間に均等化放電電流に対する各電池から放電される電流の差の割合を掛けた時間に設定すること、を特徴とする。【００１０】
本発明の車両用組電池均等化システムにおいて、均等化処理中に均等化処理が中断された場合、次回の各電池の均等化処理時間は、次回の均等化処理直前の組電池からの放電時間に均等化放電電流に対する各電池から放電される電流の差の割合を掛けた時間に前回の均等化処理の際の実際の均等化処理時間と前回の設定された均等化処理時間との差を加えた時間に設定すること、としても好適である。【００１１】
また、本発明の車両用組電池均等化システムにおいて、車両は、車両を始動停止するイグニッションスイッチを含み、イグニッションスイッチがオフとなった場合に均等化処理時間の設定を開始し、均等化処理時間を設定した後、均等化処理を開始することとしても好適であるし、設定された均等処理時間が経過する前にイグニッションスイッチがオンとなった場合に均等化処理を中断することとしても好適である。【００１２】
本発明の車両用組電池均等化方法は、車両に搭載される複数の電池を直列に接続した組電池の各電池の放電を行って各電池の電圧または残存容量（ＳＯＣ）を均等化する車両用組電池均等化方法であって、均等化処理直前の組電池からの放電時間に均等化放電電流に対する各電池から放電される電流の差の割合を掛けた時間に各電池の均等化処理時間を設定した後、均等化処理を開始することを特徴とする。【００１３】
本発明の車両用組電池均等化方法において、均等化処理中に均等化処理が中断された場合、次回の各電池の均等化処理時間は、次回の均等化処理直前の組電池からの放電時間に均等化放電電流に対する各電池から放電される電流の差の割合を掛けた時間に前回の均等化処理の際の実際の均等化処理時間と前回の設定された均等化処理時間との差を加えた時間に設定することとしても好適である。【００１４】
本発明の車両用組電池均等化方法において、車両は、車両を始動停止するイグニッションスイッチを含み、イグニッションスイッチがオフとなった場合に均等化処理時間の設定を開始することとしても好適であるし、設定された均等処理時間が経過する前にイグニッションスイッチがオンとなった場合に均等化処理を中断することとしても好適である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、車両用組電池均等化システムにおいて均等化処理での消費電力を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態における車両用組電池均等化システムの構成を示す系統図である。
【図２】本発明の実施形態における車両用組電池均等化システムの動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態における単位セルの放電特性を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。以下の説明では、均等化処理対象の組電池１０はニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池の単位セル１１を複数直列に接続して高圧バッテリとしたものとして説明するが、これ以外の種類の電池の単位セルを組み合わせてもよい。この場合、各単位セル１１は請求項１に記載の各電池を構成する。また、組電池１０は、複数の単位セルを直列に接続した電池ブロックを複数直列に接続したものとしてもよい。この場合、各電池ブロックは請求項１に記載の各電池を構成する。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態の車両用組電池均等化システム１００は、単位セル１１を複数直列に接続した組電池１０の各単位セル１１の電圧を測定する電圧検出部２０と、各単位セル１１の電圧を均等化する均等化回路４０と、電圧検出部からの入力によって均等化回路４０の動作の指令を出力する均等化制御部３０とを含んでいる。なお、図１において、一点鎖線は信号線を示す。
【００１９】
組電池１０はニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池の単位セル１１を複数直列に接続して高圧バッテリとしたものであり、その両端は例えば、インバータなどを介して車両駆動用のモータ等の負荷６２に接続されている。また、負荷６２と組電池１０との間には負荷６２と組電池１０との間を遮断するシステムリレー６３が設けられている。
【００２０】
各単位セル１１の各電圧を検出する電圧検出部２０は、各単位セル１１と並列に接続された各分圧抵抗２１と、各分圧抵抗２１のマイナス側端と各単位セル１１のマイナス側端が接続された各オペアンプ２２とを含んでいる。各分圧抵抗２１は同一の抵抗値を有し、互いに直列に配置され、その両端は組電池１０のプラス側電路１２とマイナス側電路１３にそれぞれ接続されている。また、各オペアンプ２２の出力は均等化制御部３０に図示しないインターフェースを介して接続され、その信号が均等化制御部３０に入力されるよう構成されている。各分圧抵抗２１の両端の電圧は組電池１０の全体の電圧を単位セル１１の数で割った単位セル１１の平均電圧となり、オペアンプ２２は各単位セル１１の電圧と単位セル１１の平均電圧との電圧差を均等化制御部３０に出力する。また、各オペアンプ２２は各オペアンプ２２が電圧差を検出する各単位セル１１からスイッチ２３を介して供給された電力で駆動されるよう構成されている。各スイッチ２３は均等化制御部３０に接続され、均等化制御部３０の指令によってオンオフするよう構成されている。
【００２１】
均等化回路４０は、放電抵抗４１と放電抵抗４１に直列に接続されたオンオフスイッチ４２との単位放電回路４３が各単位セル１１の個数分だけ直列に接続され、その両端は組電池１０のプラス側電路１２とマイナス側電路１３に接続されている。そして、各単位放電回路４３の両端は、各単位セル１１のプラス側端とマイナス側端と各接続線１４によって接続され、各単位放電回路４３は各単位セル１１と並列となるように構成されている。また、各単位放電回路４３の各オンオフスイッチ４２は均等化制御部３０に図示しないインターフェースを介して接続されており、均等化制御部３０の指令によってオンオフ動作するよう構成されている。
【００２２】
均等化制御部３０は、内部に信号処理を行うＣＰＵ３１とメモリ３２とを含むコンピュータであり、メモリ３２は、各単位セル１１の各電圧を均等化する均等化処理を行う時間を設定する均等化処理時間設定手段３３と、設定された時間だけ均等化処理を行う均等化処理手段３４と、均等化処理を行っている時間をカウントする時間カウント手段３５と、各単位セル１１の放電特性などのデータが格納されている制御用データ３６と、後で説明する各単位セル１１の均等化処理の残存時間が格納されるメモリスタック３７とを含んでいる。
【００２３】
本実施形態の車両用組電池均等化システム１００が搭載される電動車両には、電動車両の電源のオンオフや負荷６２へ供給する電力を制御する制御部５０と、均等化制御部３０を駆動するための電力を供給する電源５４とが搭載されている。電源５４から均等化制御部３０に電力を供給する給電ライン５５には電源５４と均等化制御部３０とを遮断する電源スイッチ５６が設けられている。また、電動車両には車両を始動停止するイグニッションスイッチ６１が設けられている。
【００２４】
制御部５０は、内部に信号処理を行うＣＰＵ５１と制御用のプログラムやデータを格納するメモリ５２を含むコンピュータであり、均等化制御部３０と接続されて信号やデータのやり取りを行うよう構成されている。電源スイッチ５６、システムリレー６３、負荷６２はそれぞれ図示しないインターフェースを介して制御部５０に接続され、制御部５０の指令によって動作するよう構成されている。またイグニッションスイッチ６１は図示しないインターフェースを介して制御部５０に接続され、運転者がイグニッションスイッチ６１をオンとしているかオフとしているかの信号が制御部５０に入力されるよう構成されている。
【００２５】
上記のように構成された本実施形態の動作について、図２、図３を参照しながら説明する。電動車両の走行中、システムリレー６３はオンとなっており、組電池１０から負荷６２に電力が供給されている。また、電源スイッチ５６、スイッチ２３もオンとなっており、均等化制御部３０は電圧検出部２０から各単位セル１１の電圧を取得して各電圧を監視している。制御部５０は図２のステップＳ１０１に示すように、イグニッションスイッチ６１からのオンオフ信号を取得し、その信号を均等化制御部３０に送信する。均等化制御部３０は、図２のステップＳ１０２に示すようにイグニッションスイッチ６１がオフとなっているかどうかを判断する。そして、均等化制御部３０はイグニッションスイッチ６１がオフとされている場合、システムリレー６３がオフとなっており、組電池１０は負荷６２と遮断されていると判断し、図２のステップＳ１０３に示すように均等化必要時間の計算、均等化処理時間の設定を開始する。
【００２６】
ここで、図３を参照しながら、イグニッションスイッチ６１、システムリレー６３がオンとなって電動車両が走行している際の各単位セル１１の各電圧の変化の一例を説明する。電動車両が走行を開始した際の各単位セル１１は残存容量の上限まで充電されており、その電圧は図３の点ｐに示すようにすべて電圧Ｖ1である。この状態で電動車両が走行すると、各単位セル１１は放電特性曲線に沿って放電し、その電圧が低下してくる。実際には各単位セル１１の放電曲線は各単位セル１１によって異なってくるが、ここでは説明のため、放電曲線は１種類として説明する。図３の曲線ａと曲線ｂとは説明のため同一の曲線を２つの線として記載したものである。各単位セル１１の放電電流は各単位セル１１によって異なる。今、１つの単位セル１１ａの放電電流はＩ1（Ａ）であり、もう一つの単位セル１１ｂの放電電流はＩ1（Ａ）よりも大きいＩ2（Ａ）であるとする。単位セル１１ａ，１１ｂは、電動車両の走行などのために組電池１０から負荷６２等に放電されると、その放電電流に時間を掛けた分だけ各単位セル１１から放電される。放電時間は単位セル１１ａ，１１ｂともに同じＴ時間（イグニッションスイッチ６１がオンとなっている時間）であるから、単位セル１１ａ、１１ｂの各放電量Ａｈ1、Ａｈ2はそれぞれ次の式のようになる。
Ａｈ1＝Ｉ1×Ｔ        ------------------------------    （式１）
Ａｈ2＝Ｉ2×Ｔ        ------------------------------    （式２）
ここで、放電量の単位は、アンペア時間である。単位セル１１ａの放電時間Ｉ2（Ａ）はもう一つの単位セル１１ｂの放電時間Ｉ1（Ａ）よりもΔＩだけ大きいので、図３に示すように、時間Ｔの間に単位セル１１ａは線ａに示すように点ｐから点ｑまでＡｈ1（アンペア時間）だけ放電し、単位セル１１ｂは一転鎖線ｂに示すように点ｐから点ｒまでＡｈ2（アンペア時間）だけ放電する。したがって、単位セル１１ｂは単位セル１１ａよりも放電量差ΔＡｈ
ΔＡｈ＝Ａｈ2−Ａｈ1
＝（Ｉ2−Ｉ1）×Ｔ＝ΔＩd×Ｔ    -----------------    （式３）
だけ多く放電するのでその分だけ残存容量（ＳＯＣ）が低下し、各単位セル１１ａ，１１ｂの残存容量（ＳＯＣ）にばらつきが出てくると共に、各単位セルの電圧も電圧Ｖ2、電圧Ｖ3の様にばらつきが出てくる。
【００２７】
このような単位セル１１ａ，１１ｂの放電電流の差ΔＩd以外に、各単位セル１１は各単位セル１１の電圧を監視するために各オペアンプ２２に駆動電流を供給している。このオペアンプ２２の駆動電流にもばらつきΔＩeがあることから、組電池１０全体として放電する際に発生する各単位セル１１の放電電流のばらつきΔＩdと電圧監視のために消費される電流のばらつきΔＩeか重なった分だけ各単位セル１１からの放電電流がばらつくこととなる。この放電電流のばらつきΔＩ＝ΔＩd＋ΔＩeのため、時間Ｔだけ組電池１０を放電させると各単位セル１１の残存容量（ＳＯＣ）、電圧にばらつきが生じてくる。
【００２８】
一方、上記のように各単位セル１１の間に残存容量（ＳＯＣ）の差あるいは、電圧差ができた場合には、車両が停止して組電池１０から負荷６２への放電が停止した後、電圧が単位セル１１の平均電圧よりも高くなっている単位セル１１に対応する単位放電回路４３のオンオフスイッチ４２をオンとし、放電抵抗４１を通して微小な均等化放電電流Ｉ3を流して電圧の高くなっている単位セル１１を放電させ、これによって各単位セル１１の電圧の均等化を図る。上記のように単位セル１１ａの放電量Ａｈ1と単位セル１１ｂの放電量Ａｈ2との差ΔＡｈだけ放電抵抗４１を通して単位セル１１ａを放電すると単位セル１１ａの総放電量はＡｈ2となり単位セル１１ｂの総放電量と同一となり、残存容量（ＳＯＣ）、電圧の差は解消されることとなる。したがって、単位セル１１ａ，１１ｂの均等化処理に必要な時間Ｔｅは、
Ｔｅ＝ΔＡｈ／Ｉ3
＝ΔＩ／Ｉ3×Ｔ        -------------------------    （式４）
となる。つまり、均等化処理に必要な時間Ｔｅは、均等化処理直前の組電池１０からの放電時間Ｔに均等化放電電流Ｉ3に対する各電池から放電される電流の差ΔＩの割合を掛けた時間となり、組電池１０の放電時間Ｔに比例することとなる。
【００２９】
そこで、均等化制御部３０は、電動車両のイグニッションスイッチ６１がオフとなり、電動車両が停止して、組電池１０が負荷６２と遮断された状態となったら、均等化処理時間設定工程を開始する。まず、均等化制御部３０は、図２のステップＳ１０３に示すように、各単位セル１１の各均等化処理必要時間Ａnを計算する。イグニッションスイッチ６１は電動車両が始動するたびにオンとなり、電動車両が停止するたびにオフとなるので、図２では、今回のイグニッションスイッチ６１のオフをｎ回目のＩＧオフとして示す。均等化制御部３０は、ｍ番目の単位セル１１mについての今回（ｎ回目）の各均等化処理必要時間Ａｍnを以下の式で計算する。
Ａｍn＝ΔＩｍn／Ｉ3×Ｔn        ---------------------    （式５）
ここで、Ｔnは、ｎ回目のイグニッションスイッチ６１がオンとなってからｎ回目のイグニッションスイッチ６１がオフとなるまでの間の時間（ｈｒ）であり、ΔＩｍnは、その間のｍ番目の単位セル１１mから放電電流と基準となる各単位セル１１の放電電流との間の放電電流差であり、例えば、その間のｍ番目の単位セル１１mの放電電流と各単位セル１１の平均放電電流と電流差であってもよいし、各単位セル１１の中の最小放電電流を基準とし単位セル１１の最小放電電流とｍ番目の単位セル１１mの放電電流との電流差であってもよい。ｍ番目の単位セル１１mの基準放電電流との放電電流差ΔＩｍnは、組電池１０として負荷６２に電力を供給する際のｍ番目単位セル１１mの基準放電電流との電流差ΔＩｍanと各単位セル１１の電圧を監視するために消費される電流の基準電流との電流差ΔＩｍbnとの合計であって、ΔＩｍn＝ΔＩｍan+ΔＩｍbnである。このΔＩｍan，ΔＩｍbnは、均等化制御部３０の制御用データ３６の中にそれぞれの単位セル１１についてのマップとして格納しておいてもよい。
【００３０】
また、均等化制御部３０は、電圧検出部２０によってイグニッションスイッチ６１がオフとなった際のｍ番目の単位セル１１mの電圧と単位セル１１の平均電圧との電圧差を取得し、この電圧差と制御用データ３６の中に格納した放電曲線とからｍ番目の単位セル１１mの各放電量と単位セル１１の平均放電量との放電量差ΔＡｈmを取得し、ｍ番目の単位セル１１mを均等化処理するために必要な均等化処理必要時間Ａｍnを下記の式のように計算してもよい。
Ａｍn＝ΔＡｈm／Ｉ3        -------------------------    （式６）
【００３１】
次に、図２のステップＳ１０４に示すように、均等化制御部３０は、後で説明する前回（ｎ−１回目）のイグニッションスイッチ６１がオフになった後に行ったｍ番目の単位セル１１mの均等化処理の残存時間Ｓｍn-1をメモリスタック３７から読み出して、図２のステップＳ１０５に示すように、先に計算したｍ番目の単位セル１１mの今回（ｎ回目）の各均等化処理必要時間Ａｍnに加えて、次式によってｍ番目の単位セル１１mの今回（ｎ回目）の均等化処理時間の設定値Ａｍn*を計算する。
Ａｍn*＝Ａｍn＋Ｓｍn-1        ----------------------    （式７）
均等化制御部３０は式７よって各単位セル１１mの各均等化処理時間設定値Ａｍn*（ｍは１から単位セル１１の個数まで）を計算したら、均等化処理時間設定工程を終了する。
【００３２】
均等化制御部３０は、均等化処理時間の設定が終了したら、図２のステップＳ１０６に示すように、均等化処理工程を開始する。均等化処理は、例えば、各均等化処理時間設定値Ａn*がプラスである単位セル１１について均等化処理を行う場合や、各均等化処理時間設定値Ａn*がマイナスの最大値を基準としてすべての単位セル１１について均等化処理を行う場合や、ある設定した基準均等化処理時間設定値Ａs*を基準として均等化処理時間設定値Ａn*がそれ以上となっている単位セル１１についてのみ均等化処理を行う。以下の説明では、各均等化処理時間設定値Ａn*がプラスである単位セル１１について均等化処理を行う場合について説明する。
【００３３】
均等化制御部３０は、均等化制御部３０は、均等化処理時間設定値Ａｍn*がプラスとなっているｍ番目の単位セル１１mと並列に配置されている各オンオフスイッチ４２をオンとして、各放電抵抗４１を通してその単位セル１１mに蓄電されている電力を放電し、その単位セル１１mの各電圧を低下させる。また、図２のステップＳ１０７に示すように、均等化制御部３０は、オンオフスイッチ４２がオンとなって実際に均等化処理が行われている時間ｔのカウントを開始する（時間カウント工程）。均等化制御部３０は、ｍ番目の単位セル１１mについて、カウント時間ｔが均等化処理時間設定値Ａｍn*を超えた場合には、その単位セル１１mに対応するオンオフスイッチ４２をオフとしてその単位セル１１mについての均等化処理を終了する。そして、均等化制御部３０は、均等化処理を行う各均等化処理時間設定値Ａｍn*がプラスであるすべての単位セル１１について、カウント時間ｔが各均等化処理時間設定値Ａｍn*を超えると、図２のステップＳ１１０に示すように均等化処理を停止する。そして、均等化制御部３０は、各スイッチ２３をオフとし、各オペアンプ２２への電力の供給を停止する。また、均等化制御部３０は、均等化処理が終了した信号を制御部５０に出力する。制御部５０は、図２のステップＳ１１１に示すように、均等化制御部３０から均等化処理終了の信号が入力されたら、電源スイッチ５６をオフとする指令を出力する。この指令によって、電源スイッチ５６がオフとなり、均等化制御部３０への電力供給が停止される。
【００３４】
一方、均等化処理中に、運転者がイグニッションスイッチ６１をオンとした場合には、イグニッションスイッチ６１がオンとなった信号が制御部５０に入力され、制御部５０はイグニッションスイッチ６１がオンとなった信号を均等化制御部３０に送信する。均等化制御部３０は、図２のステップＳ１１２に示すように、イグニッションスイッチ６１がオフとなった信号を取得すると、図２のステップＳ１１３に示すように時間カウントを停止し、停止した際のカウント時間ｔｃ、すなわち実際に均等化処理を行った時間をメモリスタック３７に格納する。そして、均等化制御部３０は、図２のステップＳ１１４に示すように、均等化処理を行っている各均等化処理時間設定値Ａｍn*がプラスであるｍ番目の単位セル１１mについて、イグニッションスイッチ６１がオンとなった際のカウント時間ｔｃと均等化処理時間設定値Ａｍn*との時間差を残存時間Ｓｍnとして下記の式８のように計算し、図２のステップＳ１１５に示すようにメモリスタック３７に格納する。
Ｓｍn＝Ａｍn*−ｔｃ        -------------------------    （式８）
ここで、残存時間Ｓｍnがマイナスとなっている単位セル１１mは、すでにその単位セル１１mの均等化処理時間が経過して均等化が終了しており、残存時間Ｓｍnがプラスとなっている単位セル１１mは、まだその単位セル１１mの均等化処理時間が経過しておらず、均等化が終了していない単位セル１１となる。均等化制御部３０は、残存時間Ｓｍnがプラスとなった各単位セル１１mの残存時間Ｓｍnをその単位セル１１mの番号ｍのメモリスタック３７に格納する。この残存時間Ｓｍnは、次回（ｎ＋１回目）、イグニッションスイッチ６１がオフとなった際の均等化処理時間の設定値Ａｍn+1*を計算する際に、メモリスタック３７から読み出されて、下式のようにｎ＋１回目の均等化必要処理時間Ａｍn+1に足し合わされる。
Ａｍn+11*＝Ａｍn+1＋Ｓｍn        ------------------    （式９）
また、同様に計算した前回（ｎ−１回目）のイグニッションスイッチ６１がオフとなった後の均等化処理の残存時間Ｓｍn-1は、先に説明したように、式７のように今回（ｎ回目）の均等化処理時間の設定の際に今回（ｎ回目）の均等化必要時間Ａｍnに足し合わされる。このように、ｍ番目の単位セル１１mの均等化処理がその単位セル１１mの均等化処必要時間Ａｍnに満たないうちにイグニッションスイッチ６１がオンとなって均等化処理が途中で中断された際には、その残存時間Ｓｍnは次回以降の均等化処理の時間設定の際に順次繰り越されていくので、均等化必要時間に満たない時間しか均等化処理ができず、各単位セル１１間の電圧差、残存容量（ＳＯＣ）のばらつきが蓄積されてしだいに大きくなっていくことを抑制することができる。
【００３５】
均等化制御部３０は、残存時間Ｓｍnをメモリスタック３７に格納すると、図２のステップＳ１１０に示すように均等化処理を停止する。そして、均等化制御部３０は、各スイッチ２３をオフとし、各オペアンプ２２への電力の供給を停止する。また、均等化制御部３０は、均等化処理が終了した信号を制御部５０に出力する。制御部５０は、均等化制御部３０から均等化処理終了の信号が入力されたら、図２のステップＳ１１１に示すように、電源スイッチ５６をオフとする指令を出力する。この指令によって、電源スイッチ５６がオフとなり、均等化制御部３０への電力供給が停止される。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態の車両用組電池均等化システム１００は、各単位セル１１mからの放電電流のばらつきに応じて各単位セル１１mの均等化処理時間を設定して均等化処理を行うので、各単位セル１１mを必要以上に放電させる必要がなく、均等化処理の際の消費電力を抑制することができる。また、本実施形態の車両用組電池均等化システム１００は、均等化処理必要時間Ａｍnが満たされる前にイグニッションスイッチ６１がオンとなり、均等化処理が途中で中断された場合でも、残存時間Ｓｍnが次回以降の均等化処理の時間設定の際に繰り越されていくので、各単位セル１１間の電圧差、残存容量（ＳＯＣ）のばらつきが蓄積されてしだいに大きくなっていくことを抑制することができる。また、一部の単位セル１１がセル電圧の上下限になってしまうことが抑制されるので、組電池１０の使用幅が広くなり、電動車両の走行可能距離が短くなることを抑制することができる。
【００３７】
以上説明した本実施形態では、電圧検出部２０は各単位セル１１の平均電圧と各単位セル１１の各電圧との各電圧差を検出することとして説明したが、電圧検出部２０は、直接各単位セル１１の電圧を測定して均等化制御部３０に入力し、均等化制御部３０は各単位セル１１の各電圧に基づいて各単位セル１１の各均等化処理必要時間Ａn計算し、各均等化処理設定時間Ａn*の設定を行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１０  組電池、１１  単位セル、１１m  ｍ番目の単位セル、１２  プラス側電路、１３  マイナス側電路、１４  接続線、２０  電圧検出部、２１  分圧抵抗、２２  オペアンプ、２３  スイッチ、３０  均等化制御部、３２  メモリ、３３  均等化処理時間設定手段、３４  均等化処理手段、３５  時間カウント手段、３６  制御用データ、３７  メモリスタック、４０  均等化回路、４１  放電抵抗、４２  オンオフスイッチ、４３  単位放電回路、５０  制御部、５２  メモリ、５４  電源、５５  給電ライン、５６  電源スイッチ、６１  イグニッションスイッチ、６２  負荷、６３  システムリレー、１００  車両用組電池均等化システム、Ａｍn  ｍ番目の単位セルの均等化処理必要時間、Ａｍn*  ｍ番目の単位セルの均等化処理時間設定値、Ａn  均等化処理必要時間、Ａn*  均等化処理時間設定値、Ａs  基準均等化処理時間設定値、Ｓｍn  ｍ番目の単位セルの均等化処理の残存時間。
【図１】
2011155034.tif 000003
【図２】
2011155034.tif 000004
【図３】
2011155034.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成22年12月24日(2010.12.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される複数の電池を直列に接続した組電池の各電池の放電を行って各電池の電圧または残存容量（ＳＯＣ）を均等化する車両用組電池均等化システムであって、
各電池の均等化処理時間は、均等化処理直前の組電池からの放電時間に均等化放電電流に対する各電池から放電される電流の差の割合を掛けた時間に設定し、
均等化処理中に均等化処理が中断された場合、
次回の各電池の均等化処理時間は、次回の均等化処理直前の組電池からの放電時間に均等化放電電流に対する各電池から放電される電流の差の割合を掛けた時間に前回の均等化処理の際の実際の均等化処理時間と前回の設定された均等化処理時間との差を加えた時間に設定する車両用組電池均等化システム。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
請求項１に記載の車両用組電池均等化システムであって、
車両は、車両を始動停止するイグニッションスイッチを含み、
イグニッションスイッチがオフとなった場合に均等化処理時間の設定を開始し、均等化処理時間を設定した後、均等化処理を開始する車両用組電池均等化システム。
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
車両に搭載される複数の電池を直列に接続した組電池の各電池の放電を行って各電池の電圧または残存容量（ＳＯＣ）を均等化する車両用組電池均等化方法であって、
均等化処理直前の組電池からの放電時間に均等化放電電流に対する各電池から放電される電流の差の割合を掛けた時間に各電池の均等化処理時間を設定した後、均等化処理を開始し、
均等化処理中に均等化処理が中断された場合、
次回の各電池の均等化処理時間は、次回の均等化処理直前の組電池からの放電時間に均等化放電電流に対する各電池から放電される電流の差の割合を掛けた時間に前回の均等化処理の際の実際の均等化処理時間と前回の設定された均等化処理時間との差を加えた時間に設定する車両用組電池均等化方法。
【請求項６】
（削除）
【請求項７】
請求項５に記載の車両用組電池均等化方法であって、
車両は、車両を始動停止するイグニッションスイッチを含み、
イグニッションスイッチがオフとなった場合に均等化処理時間の設定を開始する車両用組電池均等化方法。
【国際調査報告】
2011155034.tif 000006
2011155034.tif 000007